文献类型： 中文期刊

作者： 赵亚鹏 ¹ ; 刘乐乐 ¹ ; 孔亮 ¹ ; 桑松魁 ¹ ; 王兴 ¹ ; 刘佳棋 ¹ ;

作者机构： 1.青岛理工大学理学院;青岛理工大学土木工程学院;自然资源部天然气水合物重点实验室青岛海洋地质研究所;青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室

关键词： 土力学;天然气水合物;黏质及砂质;力学特性;CSUH模型;胶结;剪胀

期刊名称： 岩石力学与工程学报

ISSN： 1000-6915

年卷期： 2022 年 12 期

页码： 2579-2591

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 目前能源土的三轴剪切试验及其本构模型多以砂质等粗颗粒储层为主，泥质粉砂型能源土试验与本构模拟偏少，能统一描述黏质与砂质能源土的本构模型更是少见。本文首先开展泥质粉砂能源土的三轴剪切试验，结合前人成果，深入总结能源土的力学特性。随后在黏土与砂土统一的硬化模型(CSUH)框架下，考虑能源土特殊力学特性，通过构建与水合物饱和度相关的压硬性参量描述能源土的压缩特性，引入胶结因子及剪胀因子分别反映黏聚强度和剪胀效应，并通过状态参数反映能源土的剪切状态，结合非关联流动法则建立一个能够统一描述黏质及砂质能源土的弹塑性本构模型。编制模型验证程序，通过本文及其他学者的多组三轴剪切试验来验证本构模型的有效性。结果表明：所建立的弹塑性本构模型能够对黏质细颗粒及砂质粗颗粒能源土的剪切特性进行统一描述，可以有效反映能源土的应变硬化及软化、体积剪缩及剪胀等力学特性，并对水合物饱和度、有效围压的影响有着较好的预测效果。